[发明专利]核电站模拟控制棒组件

说明书

技术领域

本发明涉及核电站内的控制棒导向筒专用检查工具，更具体地说，本发明涉及一种核电站模拟控制棒组件。

背景技术

控制棒落棒时间是反应堆设计过程中的一项重要控制参数，直接影响到核电站的安全运行。为保证控制棒的运行安全可靠，不受外界流场影响，在反应堆设计中引入了控制棒导向筒组件，其能够为控制棒组件提供导向和支承作用，并保证控制棒在导向筒内部顺畅地通过。请参阅图1和图2，控制棒导向筒的导向部分包括一系列导向格板30和连续的导向段32，导向筒的内部开设有星形穿孔33，星形穿孔33包括数个供控制棒穿过的导向孔34。

控制棒导向筒的摩擦力是影响控制棒落棒时间的重要因素之一。为了验证产品质量与设计要求的符合程度，每组控制棒导向筒完成后都要进行摩擦力试验。但是，由于真实控制棒组件价格昂贵，用于摩擦力试验时易磨损，代价巨大，因此通常采用模拟控制棒组件进行试验。试验时，使模拟控制棒以恒定速度4.3m±0.2m/min，自由地通过每个控制棒导向筒组件，并记录试验中模拟控制棒组件与控制棒导向筒之间的摩擦力：如果测出的摩擦力的值大于90N，则该控制棒导向筒不符合设计要求，必须进行返修或是报废。可见，摩擦力试验是控制棒导向筒出厂验收的重要依据，也是保证控制棒落棒时间满足设计要求的必要措施，因此，要求试验能够真实地反映控制棒导向筒加工、装配精度对控制棒落棒过程的影响。

现有模拟控制棒组件与真实的控制棒组件结构相似，主要由星型架与模拟控制棒组成，星形架上开设有固定孔，这些固定孔的中心分别与控制棒导向筒的导向孔34的理论中心对齐，模拟控制棒则分别固定于星形架的这些固定孔中。另外，为了使模拟控制棒组件具有真实控制棒组件的重量，试验时，需要在模拟控制棒组件的下部安装一个配重块。上述试验采用的模拟控制棒组件虽然与原型相似，却无法模拟真实控制棒由于横向流的冲击偏离原有轴线的情况，无法全面反映所有设计工况下控制棒与控制棒导向筒之间的摩擦力。为此，现有技术通过将模拟控制棒的外径调整为大于控制棒导向筒的导向孔直径与真实控制棒外径的平均值，使之在一定程度上体现实际工况下的控制棒导向筒的摩擦力水平。但是，这也使模拟控制棒与控制棒导向筒之间的摩擦接触形式为面接触，不同于真实控制棒组件与控制棒导向筒之间的线接触，导致摩擦力试验结果不够精确。

有鉴于此，确有必要提供一种摩擦形式更接近真实工况的核电站模拟控制棒组件。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种摩擦形式更接近真实工况的核电站模拟控制棒组件。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站模拟控制棒组件，其包括星形架、模拟控制棒和砝码吊杆，星形架上开设有模拟控制棒固定孔，这些固定孔的中心相对于控制棒导向筒的相应导向孔的理论中心偏移0.1~0.5mm，且至少有两个固定孔相对于相应导向孔的理论中心的偏移方向不同。

作为本发明核电站模拟控制棒组件的一种改进，所述模拟控制棒固定孔的中心偏移量优选为0.1mm。

作为本发明核电站模拟控制棒组件的一种改进，所述模拟控制棒的外径较控制棒导向筒的导向孔直径小0.2~1.0mm，优选为等于控制棒导向筒的导向孔直径与真实控制棒外径的平均值。

作为本发明核电站模拟控制棒组件的一种改进，所述模拟控制棒分别固定于星形架的各个模拟控制棒固定孔中，固定后的模拟控制棒中心偏离控制棒导向筒的导向孔理论中心0.1~0.5mm。

作为本发明核电站模拟控制棒组件的一种改进，所述砝码吊杆固定于星形架的中心。

与现有技术相比，本发明核电站模拟控制棒组件通过控制棒错位的方式，使摩擦力试验时的摩擦接触形式与真实工况相同，保证试验得到的控制棒导向筒摩擦力更接近于横向流作用下的真实值，试验结果可外推至所有设计工况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站模拟控制棒组件及其有益技术效果进行详细说明。

图1为控制棒导向筒导向部分的结构示意图。

图2为图1中B-B线的剖视图。

图3为本发明核电站模拟控制棒组件的结构示意图。

图4为本发明核电站模拟控制棒组件的星形架的结构示意图。

图5为本发明核电站模拟控制棒组件对控制棒导向筒进行摩擦力试验的原理图。

具体实施方式

请参阅图3和图4，本发明核电站模拟控制棒组件包括星形架20、模拟控制棒22和砝码吊杆24。